基于DS18B20的51单片机LCD1602液晶显示测温系统Word格式文档下载.docx

1、2.1总体设计方案说明分别用DS18B20温度传感器和1602液晶显示器来测试温度和现实数据。编写程序和利用51单片机来控制电路。2.2实物电路图3.1DS18B20的工作原理 DS18B20数字温度传感器概述DS18B20数字温度传感器是DALLAS公司生产的1Wire，即单总线器件，具有线路简单，体积小的特点。因此用它来组成一个测温系统，具有线路简单，在一根通信线，可以挂很多这样的数字温度计，十分方便。DS18B20产品的特点只要求一个端口即可实现通信。在DS18B20中的每个器件上都有独一无二的序列号。实际应用中不需要外部任何元器件即可实现测温。测量温度范围在55.C到125.C之间。数

2、字温度计的分辨率用户可以从9位到12位选择。内部有温度上、下限告警设置。TO92封装的DS18B20的引脚排列见右图，其引脚功能描述见表序号名称引脚功能描述1GND地信号2DQ数字输入输出引脚,开漏单总线接口引脚,当使用寄生电源时,可向电源提供电源3VDD可选择的VDD引脚,当工作于寄生电源时,该引脚必须接地表3-2DS18B20详细引脚功能描述 DS18B20的内部结构DS18B20的内部框图下图所示，DS18B20 的内部有64 位的ROM 单元，和9 字节的暂存器单元。64位ROM存储器件独一无二的序列号。暂存器包含两字节（0和1字节）的温度寄存器，用于存储温度传感器的数字输出。暂存器还

3、提供一字节的上线警报触发（TH）和下线警报触发（TL）寄存器（2和3字节），和一字节的配置寄存器（4字节），使用者可以通过配置寄存器来设置温度转换的精度。暂存器的5、6和7字节器件内部保留使用。第八字节含有循环冗余码（CRC ）。使用寄生电源时，DS18B20不需额外的供电电源；当总线为高电平时，功率由单总线上的上拉电阻通过DQ引脚提供；高电平总线信号同时也向内部电容CPP充电，CPP在总线低电平时为器件供电。（字节58 就不用看了）。 图为 暂存器 暂存器介绍A.温度寄存器（0和1字节）DS18B20中的温度传感器可完成对温度的测量，以12位转化为例：用16位符号扩展的二进制补码读数形式提供

4、，以0.0625/LSB形式表达，其中S为符号位。这是12位转化后得到的12位数据，存储在18B20的两个8比特的RAM中，二进制中的前面5位是符号位，如果测得的温度大于0，这5位为0，只要将测到的数值乘于0.0625即可得到实际温度；如果温度小于0，这5位为1，测到的数值需要取反加1再乘于0.0625即可得到实际温度。DS18B20 的温度操作是使用16 位，也就是说分辨率是0.0625。BIT15BIT11 是符号位，为了就是表示转换的值是正数还是负数。要求出正数的十进制值，必须将读取到的LSB 字节，MSB 字节进行整合处理，然后乘以0.0625 即可。Eg：假设从，字节0 读取到0xD

5、0 赋值于Temp1，而字节1 读取到0x07 赋值于Temp2，然后求出十进制值。unsigned int Temp1,Temp2,Temperature;Temp1=0xD0; /低八位Temp2=0x07; /高八位Temperature = （Temp28 ） | Temp1 ） * 0.0625;/又或者Temperature = （Temp1 + Temp2 *256） * 0.0625; /Temperature=125在这里我们遇见了一个问题，就是如何求出负数的值呢？我们必须判断BIT1115 是否是1，然后人为置一负数标志。Eg. 假设从，字节0 读取到0x90 赋值于Tem

6、p1，而字节1 读取到0xFC 赋值于Temp2，然后求出该值是不是负数，和转换成十进制值。 unsigned int Temp1,Temp2,Temperature;unsigned char Minus_Flag=0;Temp1=0x90;Temp2=0xFC; /Temperature = （Temp1 + Temp2 *256） * 0.0625; /Temperature=64656/很明显不是我们想要的答案if（Temp2&0xFC） /判断符号位是否为1Minus_Flag=1; /负数标志置一8 ） | Temp1 ） /高八位第八位进行整合Temperature= （Temp

7、erature）+1）; /求反，补一Temperature*= 0.0625; /求出十进制 /Temperature=55;elseMinus_Flag=0;如果我要求出小数点的值的话，那么我应该这样做。假设从，字节0 读取到0xA2 赋值于Temp1，而字节1 读取到0x00 赋值于Temp2，然后求出十进制值，要求连同小数点也求出。/实际值为10.125/Temperature = （Temp20）i-; ds=1; i=4; DS18B20所有的数据交换都由一个初始化序列开始。由主机发出的复位脉冲和跟在其后的由DS18B20发出的应答脉冲构成。当DS18B20发出响应主机的应答脉冲时

8、，即向主机表明它已处在总线上并且准备工作。b.读和写时序 在写时序期间，主机向DS18B20写入指令；而在读时序期间，主机读入来自DS18B20的指令。在每一个时序，总线只能传输一位数据。读/写时序如图3-9所示。写时序存在两种写时序：“写1”和“写0”。主机在写1时序向DS18B20写入逻辑1，而在写0时序向DS18B20写入逻辑0。所有写时序至少需要60s，且在两次写时序之间至少需要1s的恢复时间。两种写时序均以主机拉低总线开始。在写时序开始后的15s期间，DS18B20采样总线的状态。如果总线为高电平，则逻辑1被写入DS18B20；如果总线为低电平，则逻辑0被写入DS18B20。 DS1

9、8B20 写步骤如下：1.单片机拉低电平大约1015us,。2.单片机持续送指定电平大约2045us 的时间。3.释放总线 如果要读或者写一个字节，就要重复以上的步骤八次。使用for 循环，和数据变量的左移和或运算，实现一个字节读与写。函数延迟的时间，必须模拟非常准确，因为单线总线对时序的要求敏感点。/向 1-WIRE 总线上写一个字节void tempwritebyte（BYTE dat） /向18B20写一个字节数据 BYTE j; bit testb; for（j=1;j1; if（testb） /写 1 i+;i+; i=8;while（i else /写 0 读时序DS18B20 读

10、步骤如下：1.在读取的时候单片机拉低电平大约1us2.单片机释放总线，然后读取总线电平。这时候DS18B20 会送出电平。3.读取电平过后，延迟大约4045 微妙/从 1-wire 总线上读取一个字节bit tempreadbit（void） /读1位函数 bit dat; /i+ 起延时作用 dat=ds; return （dat）;BYTE tempread（void） /读1个字节 BYTE i,j,dat; dat=0; for（i=1;ii+） j=tempreadbit（）; dat=（j1）; /读出的数据最低位在最前面，这样刚好一个字节在DAT里 return（dat）; A

11、. DS18B20 开始转换：1.DS18B20 复位。2.写入跳过ROM 的字节命令，0xCC。3.写入开始转换的功能命令，0x44。4.延迟大约750900 毫秒B . DS18B20 读暂存数据：3.写入读暂存的功能命令，0xee。4.读入第0 个字节LS Byte，转换结果的低八位。5.读入第1 个字节MS Byte，转换结果的高八位。6.DS18B20 复位，表示读取暂存结束。/读取温度void tempchange（void） /DS18B20 开始获取温度并转换 dsreset（）; delay（1）; tempwritebyte（0xcc）; / 写跳过读ROM指令 tempw

12、ritebyte（0x44）; / 写温度转换指令uint get_temp（） /读取寄存器中存储的温度数据 BYTE a,b; tempwritebyte（0xbe）; a=tempread（）; /读低8位 b=tempread（）; /读高8位 temp=b; temp执行ROM 指令-执行DS18B20 功能指令。而在单点上，可以直接跳过ROM 指令。DS18B20 的转换精度默认为12 位，而分辨率是0.0625。DS18B20 温度读取函数参考步骤：A . DS18B20 开始转换：C . 数据求出十进制：1.整合LS Byte 和MS Byte 的数据2.判断是否为正负数（可选

13、）3.求得十进制值。正数乘以0.0625，一位小数点乘以0.625，二位小数点乘以6.25。4.十进制的“个位”求出。DS18B20的应用电路 DS18B20测温系统具有测温系统简单、测温精度高、连接方便、占用口线少等优点。下面就是DS18B20几个不同应用方式下的测温电路图：1 .DS18B20寄生电源供电方式电路图 如下图所示，在寄生电源供电方式下，DS18B20从单线信号线上汲取能量：在信号线DQ处于高电平期间把能量储存在内部 电容里，在信号线处于低电平期间消耗电容上的电能工作，直到高电平到来再给寄生电源（电容）充电。独特的寄生电源方式有三个好处：1）进行远距离测温时，无需本地电源 2）可以在没有常规电源的条件下读取ROM 3）电路更加简洁，仅用一根I/O口实现测温 要想使DS18B20进行精确的温度转换，I/O线必